Витримка короткого замикання: що відбувається всередині трансформатора під час 2-секундного збої
Коротке замикання на стороні низької напруги пропускає через обмотки струм у 20–25 разів перевищуючи номінальний. IEC 60076-5 визначає термічну та динамічну витримку, як це перевіряється і чому конструкція обмотки – а не бак – вирішує, чи виживе трансформатор.
Коротке замикання на шині низької напруги є найнасильницькою подією, яку коли-небудь переживе розподільний трансформатор. Протягом частки секунди, поки захист не усуне несправність, обмотки несуть струми у 20 до 25 разів перевищуючи їх номінал і відштовхуються один від одного силами кількох тонн. IEC 60076-5 вимагає, щоб трансформатор витримав це – і визначає, як ця здатність демонструється.
Струм
Симетричний струм короткого замикання визначається власною імпедансою трансформатора (для безмежно сильної мережі): Isc = In / uk. Для uk = 4 % це 25 × In; для 6 % це 16.7 × In. Перший пік, з повним DC зсувом, досягає приблизно 2.5 разів симетричного значення RMS – для одиниці 630 кВА / 0.42 кВ це пік приблизно 55 кА на стороні низької напруги.
Два види навантаження
| Термічна витримка | Динамічна витримка | |
|---|---|---|
| Причина | Нагрівання провідників I²R | Електромагнітні сили між обмотками |
| Тривалість у стандарті | 2 с (Категорія I–II, ≤ 2 500 кВА) | Перший пік, потім зменшення |
| Обмеження | Температура обмотки ≤ 250 °C (Cu) / 200 °C (Al) після 2 с | Без постійної деформації; зміна реактивності < 2 % (олія) після тесту |
| Перевірка | Розрахунок відповідно до IEC 60076-5 | Розрахунок або тест у лабораторії високої потужності |
Куди йдуть сили
Витікний потік між концентричними обмотками ВН і НН створює радіальну силу, яка намагається виштовхнути зовнішню обмотку назовні і здавити внутрішню обмотку всередину, а також осеву силу, яка стискає обмотки до їх центру. Осеві сили є небезпечними: будь-яка асиметрія між обмотками – обмотка з відводом на одному кінці, нерівномірне стиснення ізоляції – створює чисту силу, яка може зрушити всю котушку. Виробники контролюють це за допомогою точної геометрії обмотки, осьового затиску під визначеним тиском і сушіння під вакуумом перед імпрегнацією.
Як доводиться витримка
- Розрахунок: IEC 60076-5 дозволяє демонстрацію за допомогою розрахунків, за умови, що метод виробника був перевірений тестами на порівнянних конструкціях.
- Типовий тест в незалежній лабораторії: трансформатор піддається серії коротких замикань (три на фазу, кожне по 0.5 с) при повному асиметричному струмі; після цього реактивність не повинна змінитися більше, ніж на допустиме значення, і рутинні тести повторюються. Лабораторії, такі як KEMA, CESI або LTC, проводять ці тести.
Оскільки тест нічого не руйнує, але доводить все, його зазвичай проводять на одному представницькому одиниці сімейства конструкцій. Запитайте постачальника, до якого сімейства належить ваш номінал і чи існує сертифікат тесту для нього.
Повторювані через-збої механічно старять трансформатор, навіть коли кожен з них усувається правильно. Якщо НН живлення регулярно виходить з ладу – будівельні майданчики, кар'єри, погано захищені зовнішні установки – фіксуйте події; після кількох повних коротких замикань варто провести перевірку співвідношення та реактивності.
Конструктивні особливості, що мають значення
- Фольгові обмотки НН (поширені в PNACHO-D та в олійних одиницях до ~1 000 кВА): осева сила рівномірно розподіляється по всій фользі – вроджено міцна.
- Жорсткий осьовий затиск з пресованою ізоляцією та пружинними елементами.
- Симетричне розміщення обмотки з відводом.
- Круглі, самопідтримуючі котушки, а не прямокутні.
Трансформатори PNACHO спроектовані відповідно до категорії короткого замикання IEC 60076-5 I (≤ 2 500 кВА) з термічною витримкою 2 секунди; значення імпедансу на PNACHO-O та PNACHO-D сторінках продуктів дозволяють вам розрахувати струм короткого замикання для вашого проекту комутації.
Запросіть пропозицію на ваш трансформатор PNACHO
Надішліть потужність, напруги та місце встановлення – наші інженери підберуть конфігурацію та надішлють пропозицію за 24 години.